DE10260126A1 - Communication architecture station - Google Patents

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German (de)
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Harald Schuster
Peter Spörl
Wilhelm Meurer
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DB Systems GmbH
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DB Systems GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Integration von IP(Internet-Protokoll)-basierten Kommunikationsteilsystemen in einer zentralen Instanz von Verkehrsstationen. DOLLAR A Neben einer geringen, durch wenig prioritäre Kommunikationsbeziehungen gebildeten Grundlast sollen insbesondere spontane ereignisorientierte Kommunikationsbedürfnisse mit verlässlicher Prozesssicherheit eine qualitativ und quantitativ ausreichende Ressourcenzuteilung erhalten. Gleichzeitig müssen die Kommunikationskosten für das Sammeln und Verteilen von Informationen von und zu dezentralen Verkehrsstationen signifikant reduziert werden, so dass auch schwächer frequentierte dezentrale Standorte angeschlossen werden können. Dies wird dadurch erreicht, dass die Kommunikationsteilsysteme (2.a, 2.b, 2.c) der Verkehrsstation mittels logischer und/oder physischer Endpunkte (5.a, 5.b, 5.c) in ein übergeordnetes Workflow- und Managementsystem (4) der zentralen Instanz integriert sind, die Kommunikationsendpunkte (5.a, 5.b, 5.c) an ein die Bandbreite der gemeinsam genutzten Netzwerkinfrastruktur verwaltendes und zuteilendes Ressourcen-Verwaltungssystem (6) angebunden sind, und das Ressourcen-Verwaltungssystem (6) an ein Managementsystem (7) der zentralen Ebene angebunden ist, von dem es im Falle konkurrierender Zuteilungsanfragen seitens der Kommunikations-Endpunkte eine Konfliktlösungsentscheidung abruft.The invention relates to a device for integrating IP (Internet Protocol) -based communication subsystems in a central instance of traffic stations. DOLLAR A In addition to a low base load formed by communication relationships with little priority, spontaneous event-oriented communication needs with reliable process reliability should receive a qualitatively and quantitatively sufficient allocation of resources. At the same time, the communication costs for collecting and distributing information from and to decentralized traffic stations must be significantly reduced, so that even less frequented decentralized locations can be connected. This is achieved in that the communication subsystems (2.a, 2.b, 2.c) of the traffic station by means of logical and / or physical end points (5.a, 5.b, 5.c) in a higher-level workflow and management system (4) are integrated in the central instance, the communication endpoints (5.a, 5.b, 5.c) are connected to a resource management system (6) that manages and allocates the bandwidth of the shared network infrastructure, and the resource management system ( 6) is connected to a management system (7) at the central level, from which it retrieves a conflict resolution decision in the event of competing allocation requests from the communication endpoints.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Integration von IP(Internet-Protokoll)-basierten Kommunikationsteilsystemen in einer zentralen Instanz von Verkehrsstationen.The invention relates to a device for the integration of IP (Internet Protocol) based communication subsystems in a central instance of traffic stations.

Aus Kosten- und Effizienzgründen werden die betrieblichen Prozesse bei den flächenmässig weit verzweigten spurgeführten Verkehrsmitteln immer stärker zentralisiert und automatisiert. Dadurch ist abseits der grossen Knotenbahnhöfe immer weniger örtliches Personal vorhanden, welches in der Vergangenheit – neben seinen eigentlichen Tätigkeiten – den reisenden Kunden auch als Ansprechpartner im Falle von Unregelmässigkeiten jeder Art zur Verfügung stehen konnte. In Konsequenz daraus betreibt die Deutsche Bahn AG nunmehr in allen grösseren von ihr bedienten Verkehrsstationen als Leitstand ausgebildete Verkehrszentralen (Betriebszentrale Bahnhof bzw. Marke „ 3S-Zentrale"), an der alle für die Reisenden hinsichtlich der aktuellen Situation im Bahnverkehr sowie im Betrieb der Verkehrsstation wichtigen Informationen gesammelt, aufbereitet und mittels Kundeninformationssystemen (Monitore, Anzeigetafeln, Lautsprecherdurchsagen, Beantwortung telefonischer Kundenanfragen etc...) den Reisenden wieder zur Verfügung gestellt werden. Diese Verkehrszentralen sind auch Melde- und Koordinierungsstelle für kundenrelevante gebäudetechnische Unregelmässigkeiten (z.B. Funktionsüberwachung der Heizungs- bzw. Klimatisierungsanlagen, Brand- und Einbruchsmeldeanlagen etc...). Analoge Anwendungsgebiete finden sich natürlich auch bei anderen Einrichtungen, die Informationen von dezentral in der Feldebene verteilten Endgeräten, Sensoren etc. aufnehmen, an zentraler Stelle verarbeiten und über dezentral verteilte Anzeige- bzw. Ausgabegeräte wieder bereitstellen. Beispielsweise seien hier sowohl die Informationsanlagen städtischer Verkehrsbetriebe oder an Flughäfen ebenso wie die Überwachungs- und Steuerungszentralen auf dem Sektor der Gebäudeautomation (Hochhäuser, Einkaufszentren, Messegelände...) genannt.For cost and efficiency reasons, the operational processes in the area-wide branched track-guided means of transport Always stronger centralized and automated. This is off the big one hub stations less and less local Staff available, which in the past - in addition its actual activities - the traveler Customers also as contacts in the event of irregularities of any kind available could stand. As a consequence, Deutsche Bahn AG operates now in all major of you serve traffic stations designed as control centers (Operations center station or brand "3S headquarters"), at which all for the travelers with regard the current situation in rail traffic and in the operation of the traffic station important Information collected, processed and using customer information systems (Monitors, scoreboards, loudspeaker announcements, answering by telephone Customer inquiries etc ...) made available to travelers again become. These traffic centers are also the reporting and coordination point for customer-relevant building irregularities (e.g. function monitoring of the Heating and air conditioning systems, fire and intrusion detection systems Etc...). Analogue fields of application can of course also be found at other facilities, the information from decentralized at the field level distributed end devices, Record sensors etc., process them in a central location and via decentralized Provide distributed display or output devices again. For example be both the information systems of urban transport companies or on Airports just like the surveillance and control centers in the building automation sector (high-rise buildings, shopping centers, Fair ...) called.

Als Besonderheit auf dem Gebiet des Eisenbahnverkehrs kommt hinzu, dass die Verkehrsstationen mit grossen Enffernungen zueinander in der Fläche verteilt sind und aus Wirtschaftlichkeitsgründen nicht mittels breitbandigen Kommunikationswegen oder gar proprietären Übertragungswegen (In-house- oder Campus-Netze) an die jeweils überwachende und koordinierende Bahnhofszentrale im nächstgelegenen grösseren Knotenbahnhof angeschlossen werden können.As a specialty in the field of In addition, rail traffic means that the traffic stations with large Distance to each other are distributed in the area and not for reasons of economy using broadband communication channels or even proprietary transmission channels (In-house or campus networks) to the respective supervising and coordinating Central station in the nearest larger Node station can be connected.

Nahezu parallel zum Konzentrations- und Rationalisierungsgeschehen im Bahnbetrieb hat sich das Internet zu einem allgegenwärtigen Bestandteil nahezu aller industrieller und kommerzieller Prozesse entwickelt. Es besteht demzufolge ein grosses Bedürfnis, die Leistungsfähigkeit diese Kommunikationsmediums zu steigern und die damit einhergehenden Kostenvorteile auch für diejenigen Kommunikationslösungen nutzbar zu machen, die bisher anderen Übertragungsmedien vorbehalten waren.Almost parallel to the concentration and rationalization in rail operations has the Internet to an ubiquitous Part of almost all industrial and commercial processes developed. There is therefore a great need to capacity to increase this communication medium and the associated Cost advantages for those communication solutions to make usable, which were previously reserved for other transmission media were.

In der Vergangenheit war das Internet in erster Linie ein Medium zur Übertragung von textbasierten Daten, z.B. Textdateien. Zur weitgehend effizienten Übertragung möglichst grosser Datenmengen wurden deshalb in erster Linie Stossbetriebsübertragungsarten („burst mode") entwickelt und eingesetzt. Insbesondere bei der Übertragung von Sprach- oder Video-Daten, wie sie bei zentralisierten Anlagenüberwachungs- bzw. Kundeninformationssystemen üblicherweise anfallen, erreichen derartige Übertragungsarten jedoch sehr schnell ihre Grenzen. Sowohl Sprach- als auch Video-Daten weisen sehr unterschiedliche Charakteristika auf und stellen demgemäss unterschiedliche Anforderungen an ihre jeweiligen Übertragungswege. Die Sprachübertragung über das Internet („Voice over IP" bzw. VOIP) ist sehr sensibel bezüglich der bei paket- bzw. internetorientierten Übertragungsverfahren auftretenden Wartezeit- und Datenverlustproblematiken. Die Videodatenübertragung hingegen stellt sich diesbezüglich robuster dar, benötigt jedoch wegen der grossen anfallenden Datenmengen deutlich grössere Übertragungsbandbreiten.In the past, the internet was primarily a medium for transmission of text-based data, e.g. Text files. For largely efficient transmission preferably Large amounts of data were therefore primarily burst mode transmission types ( "Burst mode ") and used. Especially in the transmission of voice or video data, as is usually the case with centralized system monitoring or customer information systems incurred, achieve such transmission types however, their limits very quickly. Both voice and video data have very different characteristics and accordingly represent different ones Requirements for their respective transmission routes. The voice transmission over the Internet ("Voice over IP "or VOIP) is very sensitive about those that occur in packet-based or internet-based transmission processes Latency and data loss issues. The video data transmission on the other hand, this turns out to be the case more robust, needed however, because of the large amount of data, significantly larger transmission bandwidths.

Für den wirtschaftlichen Betrieb geographisch weit verzweigter Netze mit vielen dezentralen Endgeräte-Standorten und einem hohen Anteil zu übertragender Audio- und/oder Video-Datenströmen ist es von entscheidender Bedeutung, auch bei geringsten Übertragungskapazitäten einen definierten Qualitätsstandard gewährleisten zu können.For the economic operation of geographically extensive networks with many decentralized device locations and a high proportion to be transmitted Is audio and / or video data streams it is of crucial importance, even with the smallest transmission capacities defined quality standard guarantee to be able to.

Üblicherweise werden Leitstände, Überwachungsanlage oder ähnliche Vorrichtungen mit räumlich eng definierten Aktionsbereichen realisiert. Entsprechend sind die hierbei zum Einsatz kommenden Übertragungsmedien auf vergleichsweise geringe Entfernungen hin ausgelegt. DE 44 02 779 offenbart beispielsweise eine Fernüberwachungsvorrichtung für Tankstellen, deren physikalische Ankopplung über Feldbussysteme (z.B. LON, „Local Operating Network") erfolgt.Control centers, monitoring systems or similar devices are usually implemented with spatially narrowly defined action areas. Accordingly, the transmission media used here are designed for comparatively short distances. DE 44 02 779 discloses, for example, a remote monitoring device for petrol stations, the physical coupling of which takes place via fieldbus systems (eg LON, "Local Operating Network").

Bisherige Ansätze zur Lösung der Ressourcenaufteilung zwischen konkurrierenden Datenströmen auf IP-Netzwerken hingegen konzentrieren sich im wesentlichen auf automatisierte, selbständig ablaufende Verfahren, die einen möglichst hohen Datendurchsatz und eine möglichst hohe Ausnutzung der vorhandenen Leitungswege erreichen sollen. So offenbaren beispielsweise DE 101 61 135 und DE 101 61 136 die Verwendung dynamischer Freigaberaten, die sich an adaptiven Schwellwerten orientieren. Damit sollen ungünstige Auslastungsgrade der Übertragungswege, die durch zu statisch orientierte Ressourcenzuweisungen an konkurrierende Datenströme verursacht sind, vermieden werden. Ein derartiges Verfahren ist jedoch auf Massenverkehre mit entsprechend hohen Übertragungsmengen hin optimiert und verliert bei Kommunikationsstrukturen, die im Mengenaufkommen eher eingeschränkt sowie in erster Linie ereignis- bzw. einzelfallbezogen orientiertiert sind, seine Effizienz.Previous approaches to solving the allocation of resources between competing data streams on IP networks, on the other hand, have essentially concentrated on automated, independent processes that aim to achieve the highest possible data throughput and the highest possible utilization of the existing cable routes. For example, reveal DE 101 61 135 and DE 101 61 136 the use of dynamic release rates that are based on adaptive threshold values. This is to avoid unfavorable levels of utilization of the transmission paths caused by resource allocations to competing data streams that are too static. However, such a method is optimized for mass traffic with correspondingly high transmission volumes and loses communication structures, which are rather limited in terms of volume and primarily oriented to events or individual cases, its efficiency.

Desweiteren ist aus DE 198 49 784 ein Verfahren bekannt, bei dem zur Verbesserung der Zuteilung übertragungstechnischer Ressourcen während des Verbindungsaufbaus einer paket- oder internetorientierten Verbindung ein zusätzlicher bidirektionaler Zugriffskanal mit geringer Übertragungsrate aufgebaut wird, über den eine Anforderungsinformation an eine zentrale Ressourceninstanz gerichtet wird, bzw. eine Zuteilinformation an die anfordernde dezentrale Einrichtung übermittelt wird. Aber auch dieses Verfahren hat sich ausdrücklich zum Ziel gesetzt, eine möglichst gleichberechtigte Zuteilung der Netzressourcen an alle Kommunikationsteilnehmer zu gewährleisten. Die Zielsetzung einer gleichberechtigten Ressourcenzuteilung ist jedoch mit Echtzeitanforderungen nicht kompatibel. Somit sind die bislang bekannten Konfigurationen zur Integration von IP-basierten Sprach-/Videodaten auf operativen Leitständen unter Echtzeit-Anforderungen nicht geeignet.Furthermore, is out DE 198 49 784 a method is known in which an additional bidirectional access channel with a low transmission rate is set up to improve the allocation of transmission resources during the establishment of a packet-based or internet-oriented connection, via which request information is directed to a central resource instance, or an allocation information to the requesting decentralized Facility is submitted. However, this procedure has also expressly set itself the goal of ensuring that network resources are allocated to all communication participants as equally as possible. However, the goal of equal resource allocation is not compatible with real-time requirements. As a result, the configurations known to date for integrating IP-based voice / video data on operational control centers under real-time requirements are not suitable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Integration von IP(Internet-Protokoll)-basierten Kommunikationsteilsystemen in einer zentralen Instanz von Verkehrsstationen zu entwickeln, die – neben einer geringen Grundlast durch wenig prioritäre Kommunikationsbeziehungen – mit verlässlicher Prozesssicherheit spontane und ereignisorientierte Kommunikationsbeziehungen mit qualitativ und quantitativ ausreichender Ressourcenzuteilung aufbauen kann. Gleichzeitig dürfen für das Sammeln und Verteilen von Informationen von und zu den dezentralen Verkehrstationen lediglich Kommunikationswege mit den geringst möglichen, am Markt bestellbaren Datenübertragungsraten in Anspruch genommen werden, so dass auch eine Anbindung schwächer frequentierter dezentraler Standorte wirtschaftlich möglich ist.The invention has for its object a Establishment for the integration of IP (Internet Protocol) based Communication subsystems in a central instance of traffic stations to develop that - alongside a low base load due to low priority communication relationships - with reliable Process reliability spontaneous and event-oriented communication relationships with qualitatively and quantitatively sufficient resource allocation can build up. At the same time for the Collecting and distributing information from and to the decentralized Traffic stations only communication channels with the lowest possible Data transfer rates that can be ordered on the market be used, so that a connection of less frequented decentralized locations is economically possible.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Kommunikationsteilsysteme mittels logischer und/oder physischer Endpunkte in ein übergeordnetes Workflow- und Managementsystem der zentralen Instanz integriert sind, die Kommunikationsendpunkte an ein die Bandbreite der gemeinsam genutzten Netzwerkinfrastruktur verwaltendes und zuteilendes Ressourcen-Verwaltungssystem angebunden sind, und das Ressourcen-Verwaltungssystem an ein Managementsystem der zentralen Ebene angebunden ist, von dem es im Falle konkurrierender Zuteilungsanfragen seitens der Kommunikations-Endpunkte eine Konfliktlösungsentscheidung abruft.This task is linked with the preamble of claim 1 according to the invention solved, that the communication subsystems by means of logical and / or physical Endpoints into a parent Workflow and management system of the central instance are integrated, the communication endpoints to a the bandwidth of the common used network infrastructure managing and allocating resource management system are connected, and the resource management system to a management system of central level, from which it is competing in the event Allocation requests from the communication endpoints a conflict resolution decision retrieves.

Durch die Einführung einer besonders einfach strukturierten Eskalationsebene für den Fall von Ressourcenkonflikten ist es in vorteilhafter Weise möglich, trotz minimalster Leitungskapazitäten eine schnelle, situationsgerechte und verlässliche Ressourcenzuteilung für ereignisorientierte Kommunikationsbedürfnisse mit Echtzeitanforderung zu gewährleisten und damit dem Mitarbeiter im Leitstand eine prozesssichere Grundlage für die notwendigen Entscheidungen und Bedienhandlungen zu geben.By introducing a particularly simple structured escalation level in the event of resource conflicts it is advantageously possible despite the minimal line capacities, a fast, situation-appropriate and reliable Allocation of resources for event-oriented communication needs with real-time requirements to ensure and thus a reliable basis for the employee in the control center for the to give necessary decisions and operating actions.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous configurations the inventive Device are the subclaims refer to.

Der Erfindungsgedanke wird in nachfolgendem Ausführungsbeispiel visualisiert. Es zeigt jeweils in Prinzipdarstellung:The inventive concept is as follows embodiment visualized. In principle, it shows:

1 Anordnungsschema der Verkehrszentrale eines Bahnhofes 1 Arrangement diagram of the traffic control center of a train station

2 Sequenzdiagramm für Eskalation an Managementsystem (MMS) bei nicht-zuteilbarer Übertragungsressource 2 Sequence diagram for escalation to management system (MMS) with non-assignable transmission resource

In der Verkehrszentrale eines Bahnhofes sind verschiedene Kommunikationsteilsysteme (a, b, c) auf einen zentralen operativen Leitstand (1) vereinigt, der auch die Schnittstelle dieser Teilanwendungssysteme zur Kommunikation mit ihren dezentralen Ein- bzw. Ausgabegeräten über eine gemeinsam genutzte Kommunikationsinfrastruktur ansteuert. Bei diesen Kommunikationsteilsystemen (a, b, c) handelt es sich im einzelnen um die Teilanwendungen:

  • – Service-Sicherheit-Sauberkeit (3-S) Diese Anwendung koordiniert alle Aktivitäten von Bahnhofsmitarbeitern, die im Zusammenhang mit der Aufrechterhaltung bzw. Wiederherstellung eines ordnungsgemässen und kundenfreundlichen Betriebes der Verkehrsstationen stehen (z.B. Reinigungsdienste, Wach- und Streifendienste, Servicemitarbeiter für Auskunft auf dem Bahnsteig, Gepäckträgerdienste etc.). Mittels ferngesteuerter Videoanlagen können räumliche Bereiche optisch fernüberwacht werden; mittels dezentraler Sprechstellen (Notruf-Informationssäulen, NIS) können Reisende Informationsanrufe und Notrufe an den Leitstand übermitteln.
  • – Reisendeninformationssystem (RIS) Diese Anwendung informiert die Reisenden über die Ist-Situation des Bahnbetriebes, insbesondere über Abweichungen vom Sollzustand (Verspätungen, geänderte Zugläufe, geänderte Wagenreihungen etc.). Als Ausgabegeräte dienen optische Anzeigen (Monitore, Anzeigetafeln) sowie akustische Durchsagen.
  • – Technisches Gebäudemanagement (TGM) Diese Anwendung integriert die Steuer- und Überwachungseinrichtungen der technischen Gebäudeausrüstung der Verkehrsstation. In der Bahnhofszentrale werden insbesondere die für den Kundenverkehr relevanten Meldungen aus der Feldebene entgegengenommen (z.B. Ausfall von Fahrstühlen bzw. Rolltreppen, Ausfall Klimatisierung bzw. Heizung etc.). Im wesentlichen werden Steuersignale von einer dezentralen Sensor-Ebene entgegengenommen.
In the traffic control center of a train station, various communication subsystems (a, b, c) are linked to a central operational control center ( 1 ), which also controls the interface of these sub-application systems for communication with their decentralized input and output devices via a shared communication infrastructure. These communication subsystems (a, b, c) are the individual sub-applications:
  • - Service-Sicherheit-cleanliness (3-S) This application coordinates all activities of station employees, which are connected with the maintenance or restoration of a proper and customer-friendly operation of the traffic stations (e.g. cleaning services, security and patrol services, service employees for information on the Platform, porter services etc.). Spatial areas can be optically remotely monitored using remote-controlled video systems; decentralized call stations (emergency call pillars, NIS) allow travelers to send information calls and emergency calls to the control center.
  • - Passenger information system (RIS) This application informs travelers about the current situation of rail operations, in particular about deviations from the target state (delays, changed train paths, changed wagon rows, etc.). Optical displays (monitors, scoreboards) and acoustic announcements serve as output devices.
  • - Technical building management (TGM) This application integrates the control and monitoring equipment of the technical building equipment of the traffic station. In the central station, the messages relevant to customer traffic from the field level are received (e.g. failure of elevators or escalators, failure of air conditioning or heating, etc.). Control signals are essentially received from a decentralized sensor level.

Da es sich insbesondere bei RIS und TGM um bereits vorhandene und spezifizierte Teilanwendungssysteme handelt, sollen die Arbeitsabläufe der Verkehrszentrale in diese nicht direkt eingreifen. Die Verkehrszentrale verfügt deshalb über ein eigenständiges Workflow-Anwendungssystem (4), das als Software-Komponente eine freie Definition der Prozesse für die Abwicklung der Arbeitsaufgaben in der Verkehrszentrale erlaubt. Die einzelnen Teilanwendungssysteme verfügen somit jeweils über ihre eigenen Endgeräte sowie Datenverarbeitungsserver und tauschen mit der zentralen Instanz der Verkehrszentrale lediglich gemäss den im Workflow-Anwendungssystem (4) getätigten Festlegungen Daten aus (Kommunikationsströme, 2).Since it is particularly RIS and TGM The work processes of the traffic control center should not intervene directly in existing and specified sub-application systems. The traffic center therefore has its own workflow application system ( 4 ), which, as a software component, allows a free definition of the processes for handling work tasks in the traffic control center. The individual sub-application systems therefore each have their own end devices and data processing servers and only exchange with the central instance of the traffic control center in accordance with those in the workflow application system ( 4 ) made data from (communication flows, 2 ).

Die Verkehrszentrale weist üblicherweise eine sternförmige Topologie auf, bei der die regionalen Verkehrsstationen an den zugehörigen zentralen Knotenbahnhof mittels Datenleitungen angebunden sind. Die Übertragungsressourcen dieser Datenleitungen sind zwar an die betriebliche Bedeutung der angeschlossenen regionalen Verkehrsstation angepasst, jedoch mit einer Kapazität von üblicherweise ca. 1024 kBit/s in ihrer Leistungsfähigkeit sehr begrenzt.The traffic center usually has one stellate Topology at which the regional traffic stations at the associated central node station are connected by means of data lines. The transmission resources of this Data lines are dependent on the operational importance of the connected regional traffic station adapted, but with a capacity of usually approx. 1024 kbit / s in their performance very limited.

Mit Hilfe eines Audiosystems können Aufnahmen von Gesprächen des Leitstands-Bedieners mit Anrufern (Notruf, Information) erzeugt werden. Ein Information Retrieval System dient zur Archivierung und fallweisen statistischen Aufbereitung der erfassten Vorgänge. Zusätzlich verfügt der Leitstands-Bediener über einen Zugang zum unternehmensinternen Intranet, über den der Zugriff zu weiteren Datenbanken (z.B. Verwaltung von Fundobjekten, Verwaltung ausgesprochener Hausverweise etc.) realisiert wird.With the help of an audio system can recordings of conversations of the control center operator with Callers (emergency call, information) are generated. An information retrieval The system is used for archiving and case-by-case statistical processing of the processes recorded. additionally has the control center operator access to the company's intranet, through which access to other Databases (e.g. management of found objects, management of pronounced ones House references etc.) is realized.

Kernstück der Bahnhofszentrale ist jedoch ein Ressourcen-Verwaltungssystem (6), das die Bandbreite der zur Verfügung stehenden Netzwerkinfrastruktur insbesondere für die Sprach-, Videodatenkommunikation verwaltet. Die Teilanwendungssysteme (a, b, c) verfügen über Kommunikations-Endpunkte (5.a, 5.b, 5.c), die in das Workflow-Anwendungssystem der Verkehrszentrale integriert und an das Resourcen-Verwaltungssystem (6) angebunden sind. Grundsätzlich können die unterschiedlichen Endpunkte gleichzeitig mehrere Kommunikationsverbindungen aufbauen. Dazu müs sen sie beim Ressourcen-Verwaltungssystem (6) zunächst die Zuteilung von Netzwerk-Ressourcen anfordern.At the heart of the station's headquarters, however, is a resource management system ( 6 ) that manages the bandwidth of the available network infrastructure, especially for voice and video data communication. The sub-application systems (a, b, c) have communication endpoints ( 5.a . 5.b . 5.c ), which is integrated into the workflow application system of the traffic center and to the resource management system ( 6 ) are connected. In principle, the different endpoints can establish several communication connections at the same time. To do this, they must use the resource management system ( 6 ) first request the allocation of network resources.

Im Basis-Anwendungsfall fordert ein Kommunikations-Endpunkt eines Teilanwendungssystems (5) über die Ressourcen-Verwaltungsinstanz (6) mittels einer Anfrage (AllocateResourceRequest; ARR) eine bestimmte Bandbreite an. Die ARR enthält zur eindeutigen Identifizierung eine Transaktions-ID, da eine Teilanwendung mehrere Anfragen generieren kann. Der Kommunikations-Endpunkt (5) adressiert die Anfrage mit der für den Ressourcentyp (Audio, Video) gewünschten Priorität und den notwendigen Bandbreiteninformationen an das Ressourcen-Verwaltungssystem (6), welches die angeforderten Bandbreiten über Klassen – in Anlehnung zu den im Netzdesign mit Diff-Serv festgelegten Klassen – reserviert. Das Ressourcen-Verwaltungssystem (6) bearbeitet die Anfrage innerhalb einer vorkonfigurierbaren Zeit (z.B. 100 ms) und prüft diese auf Erfüllbarkeit. Sofern die angeforderte Bandbreite verfügbar ist, erfolgt mittels einer Bestätigung (AllocateResourceAcknowledge; ARA) deren Zuteilung. Die Antwort ist bezogen auf die gesandte Transaktions-ID mit einem Fehler-Code sowie der zuweisbaren Bandbreite versehen. Ein positive Bestätigung der Anfrage (ErrorCode=0) erlaubt dem Kommunikations-Endpunkt (5) die Ressource für einen vorab unlimitierten Zeitraum zu nutzen. Nach Beendigung der Kommunikationsbeziehung erfolgt ein Freigabe der genutzten Bandbreite durch eine Mitteilung seitens des Kommunikations-Endpunktes (5) an das Ressourcen-Verwaltungssystem (6) (FreeResourceRequest; FRR). Das Ressourcen-Verwaltungssystem (6) registriert diese Bandbreite nunmehr wieder als frei verfügbar und beantwortet innerhalb einer vorkonfigurierbaren Zeitspanne T (z.B. 100 ms) diese Freigabe (FreeResourceAcknowledge; FRA), wobei auch hier ein Fehler-Code die Ausführung qualifiziert. Eine negative Beantwortung der Anfrage ARR (ErrorCode #0) führt zum Abbruch des Ablaufs und muss vom Kommunikations-Endpunkt (5) bearbeitet werden. Die synchrone Reihenfolge der Aufrufe wird gewährleistet.In the basic use case, a communication end point of a sub-application system ( 5 ) via the resource management instance ( 6 ) by means of a request (AllocateResourceRequest; ARR) to a certain bandwidth. The ARR contains a transaction ID for unique identification, since a sub-application can generate several requests. The communication endpoint ( 5 ) addresses the request with the priority desired for the resource type (audio, video) and the necessary bandwidth information to the resource management system ( 6 ), which reserves the requested bandwidths via classes - based on the classes defined in the network design with Diff-Serv. The resource management system ( 6 ) processes the request within a preconfigurable time (e.g. 100 ms) and checks whether it can be fulfilled. If the requested bandwidth is available, an allocation (AllocateResourceAcknowledge; ARA) is used to allocate it. The response is provided with an error code and the assignable bandwidth in relation to the transaction ID sent. A positive confirmation of the request (ErrorCode = 0) allows the communication end point ( 5 ) use the resource for an unlimited period in advance. After the end of the communication relationship, the bandwidth used is released by a message from the communication endpoint ( 5 ) to the resource management system ( 6 ) (FreeResourceRequest; FRR). The resource management system ( 6 ) registers this bandwidth again as freely available and answers this release (FreeResourceAcknowledge; FRA) within a preconfigurable time period T (eg 100 ms), an error code also qualifying the execution here. A negative answer to the request ARR (ErrorCode # 0) leads to the termination of the process and must be started from the communication endpoint ( 5 ) to be edited. The synchronous order of the calls is guaranteed.

Während der Nutzung einer Ressource durch einen Kommunikations-Endpunkt (5) besteht für das Ressourcen-Verwaltungssystem (6) die Möglichkeit, vom Kommunikations-Endpunkt (5) die Freigabe der gesamten von einer Anwendung genutzte Bandbreite bzw. die teilweise Freigabe der benutzten Bandbreite einer Anwendung zu erzwingen. Hierfür signalisiert das Ressourcen-Verwaltungssystem (6) an den Kommunikations-Endpunkt (5) für welche Transaktion eine gesamte oder partielle Ressourcenrückgabe zu erfolgen hat (AllocateChangeRequest; ACR). Der aufgeforderte Kommunikations-Endpunkt (5) bestätigt die Rückgabe unter Angabe von Fehlerkennung und Qualitätsangabe (AllocateChangeAcknowledge; ACA). In beiden Fällen werden sowohl die Größenordnung der freizugebenden Bandbreite als auch die der freigegebenen Bandbreite mittels Parametrierung der Befehle mitgeteilt.While using a resource through a communication endpoint ( 5 ) exists for the resource management system ( 6 ) the possibility from the communication endpoint ( 5 ) force the release of the entire bandwidth used by an application or the partial release of the bandwidth used by an application. The resource management system signals ( 6 ) to the communication endpoint ( 5 ) for which transaction a total or partial return of resources has to be made (AllocateChangeRequest; ACR). The requested communication endpoint ( 5 ) confirms the return, specifying the error code and quality information (AllocateChangeAcknowledge; ACA). In both cases, the magnitude of the bandwidth to be released as well as that of the released bandwidth are communicated by parameterizing the commands.

Sobald das Ressourcen-Verwaltungssystem (6) eine von einem Kommunikations-Endpunkt (5) angeforderte Bandbreite innerhalb einer Verkehrsklasse (TrafficClass, z.B. Video) nicht zusagen kann, eskaliert das Ressourcen-Verwaltungssystem (6) an das übergeordnete Managementsystem (MMS) und fordert eine Entscheidung an (Escalation Request; ESR). Das Ressourcen-Verwaltungssystem (6) informiert dabei über die verursachende Transaktion, Verkehrsklasse und mit welcher Priorität die Anfrage gestellt wurde. Zusätzlich wird dem MMS eine Liste aller aktuellen Transaktionen der betroffenen Verkehrsklasse übertragen. Die einzelnen Einträge der Liste beschreiben zu jeder Transaktion die Namen der Kommunikationspartner (DNS-Namen), sowie die Priorität der zugehörigen Kommunikationsbeziehung. Das MMS entscheidet dann ob eine der Transaktionen aus der Liste zum Abwurf bestimmt werden kann. Unter Abwurf ist in diesem Fall zu verstehen, dass der Abbruch durch einen der beiden Kommunikationspartner erfolgen muss; es erfolgt kein Durchgriff seitens des MMS auf die Kommunikationsbeziehung. Das MMS teilt dem Ressourcen-Verwaltungssystem (6) zusammen mit der Angabe der die Anfrage initiierenden Transaktions-ID den gegebenenfalls abzuwerfenden Kommunikationspartner mit (Escalation Acknowledge; ESA).Once the resource management system ( 6 ) one from a communication endpoint ( 5 ) the requested bandwidth within a traffic class (traffic class, e.g. video) cannot be promised, the resource management system escalates ( 6 ) to the higher-level management system (MMS) and requests a decision (escalation request; ESR). The resource management system ( 6 ) provides information about the transaction, traffic class and the priority with which the request was made. In addition, the MMS is sent a list of all current transactions in the traffic class concerned. The individual entries in the list describe the names of the communication partners (DNS names) and the priority of the associated communication relationship for each transaction. The MMS then decides whether one of the transactions from the list can be determined to be dropped. In this case, dropping is to be understood to mean that the dropping off must be carried out by one of the two communication partners; the MMS does not intervene in the communication relationship. The MMS shares the resource management system ( 6 ) together with the specification of the transaction ID initiating the request, the communication partner to be rejected if necessary (Escalation Acknowledge; ESA).

11
zentrale Instanz der Verkehrszentralecentral Instance of the traffic center
22
Datenstrom ein Kommunikationsteilsystemsdata stream a communication subsystem
33
dezentrale Endgeräte eines Kommunikationsteilsystemsdecentralized terminals a communication subsystem
44
Workflowsystem der zentralen Instanzworkflow system the central authority
55
Endpunkte der Kommunikationsteilsystemeendpoints of the communication subsystems
66
Ressourcenverwaltungssystem (Resource Control System)Resource Management System (Resource Control System)
77
Managementsystem der zentralen Instanzmanagement system the central authority
aa
Kommunikationsteilsystem ReisendeninformationCommunication subsystem Traveler Information
bb
Kommunikationsteilsystem Service, Sicherheit, SauberkeitCommunication subsystem Service, security, cleanliness
cc
Kommunikationsteilsystem GebäudemanagementCommunication subsystem building management
ARRARR
Anfrage Ressourcenzuteilung (Allocate Resource Request)inquiry Allocate Resource Request
ARAERA
Bestätigung Ressourcenzuteilung (Allocate Resouce Acknowledge)Confirmation of resource allocation (Allocate Resouce Acknowledge)
FRRFRR
Rückgabe Ressourcenzuteilung (Free Resource Request)Return resource allocation (Free Resource Request)
FRAFRA
Bestätigung Ressourcenrückgabe (Free Resource Acknowledge)Confirmation of resource return (Free Resource Acknowledge)
ACRACR
Änderungsantrag für zugewiesene Ressource (Allocate Change Request)change request for assigned Resource (Allocate Change Request)
ACAACA
Bestätigung geänderte Ressourcenzuweisung (Allocate Change Acknowledge)Confirmation of changed resource allocation (Allocate Change Acknowledge)
ESRESR
Anfrage Eskalationsebene (Escalation Request)inquiry Escalation request
ESAESA
Rückmeldung Eskalationsebene (Escalation Acknowledge)feedback Escalation Acknowledge
EPEP
Prüfungsvorgang (Evaluation Process)review process (Evaluation Process)

Claims (4)

Einrichtung zur Integration von IP(Internet-Protokoll)-basierten Kommunikationsteilsystemen in einer zentralen Instanz von Verkehrsstationen dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsteilsysteme (2.a, 2.b, 2.c) mittels logischer und/oder physischer Endpunkte (5.a, 5.b, 5.c) in ein übergeordnetes Workflow- und Managementsystem (4) der zentralen Instanz integriert sind, die Kommunikationsendpunkte (5.a, 5.b, 5.c) an ein die Bandbreite der gemeinsam genutzten Netzwerkinfrastruktur verwaltendes und zuteilendes Ressourcen-Verwaltungssystem (6) angebunden sind, und das Ressourcen-Verwaltungssystem (6) an ein Managementsystem (7) der zentralen Ebene angebunden ist, von dem es im Falle konkurrierender Zuteilungsanfragen seitens der Kommunikations-Endpunkte eine Konfliktlösungsentscheidung abruft.Device for integrating IP (Internet Protocol) -based communication subsystems in a central instance of traffic stations, characterized in that the communication subsystems ( 2.a . 2 B . 2.c ) using logical and / or physical endpoints ( 5.a . 5.b . 5.c ) in a higher-level workflow and management system ( 4 ) of the central instance are integrated, the communication endpoints ( 5.a . 5.b . 5.c ) to a resource management system that manages and allocates the bandwidth of the shared network infrastructure ( 6 ) and the resource management system ( 6 ) to a management system ( 7 ) is connected to the central level, from which it retrieves a conflict resolution decision in the event of competing allocation requests from the communication endpoints. Einrichtung zur Integration von Kommunikationsteilsystemen in einer zentralen Instanz von Verkehrsstationen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsteilsysteme (2.a, 2.b, 2.c) zumindest ein Informationssystem zur Anzeige von Betriebszuständen und/oder Abweichungen von Soll-Zuständen umfassen.Device for integrating communication subsystems in a central instance of traffic stations according to claim 1, characterized in that the communication subsystems ( 2.a . 2 B . 2.c ) include at least one information system for displaying operating states and / or deviations from target states. Einrichtung zur Integration von Kommunikationsteilsystemen in einer zentralen Instanz von Verkehrsstationen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsteilsysteme (2.a, 2.b, 2.c) zumindest ein System zur Fernüberwachung und/oder Ferndiagnose von Betriebszuständen umfassen.Device for integrating communication subsystems in a central instance of traffic stations according to at least one of claims 1 to 2, characterized in that the communication subsystems ( 2.a . 2 B . 2.c ) include at least one system for remote monitoring and / or remote diagnosis of operating states. Einrichtung zur Integration von Kommunikationsteilsystemen in einer zentralen Instanz von Verkehrsstationen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsteilsysteme (2.a, 2.b, 2.c) zumindest ein Fernwirksystem zur Ansteuerung von räumlich entfernten Aktoren umfassen.Device for integrating communication subsystems in a central instance of traffic stations according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the communication subsystems ( 2.a . 2 B . 2.c ) comprise at least one telecontrol system for controlling spatially distant actuators.
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